Energia: come le batterie rendono le gru a torre più ecologiche

Le gru a torre sono uno spettacolo comune nella parte storica del centro di Birmingham, un tempo nota come Gun Quarter.

Negli ultimi anni, questa parte della seconda città del Regno Unito, un tempo centro di produzione di armi, è diventata il fulcro di un boom edilizio incentrato su complessi residenziali per studenti destinati alle quattro università della città.

Crown Place, una torre di 33 piani con 'spalle' di nove e dodici piani ai lati, sulla trafficata Lancaster Street della città, non fa eccezione.

La gru Potain MR225A, alimentata dall'unità Enertainer, al lavoro nel cantiere di Lancaster Street. Foto: Radius Group

La torre è stata costruita dall'appaltatore Winvic Construction con sede a Northampton, con l'ausilio di una gru a torre con braccio mobile Potain MR 225A fornita dallo specialista del sollevamento Radius Group, con sede anch'esso a Northampton.

A differenza della maggior parte delle gru a torre che punteggiano lo skyline di Birmingham, il sito e la gru di Lancaster Street sono alimentati non da generatori diesel, ma da una batteria ricaricabile che integra l'energia della rete elettrica.

Il sistema di accumulo delle batterie, noto come Enertainer (termine composto dai termini "energia" e "contenitore"), è una scatola di 2,6 metri quadrati e 7,3 tonnellate che contiene 30.000 celle di batterie agli ioni di litio, sufficienti per immagazzinare l'energia necessaria a soddisfare i picchi di energia richiesti da un massimo di tre gru a torre.

La maggior parte delle gru a torre moderne è stata prodotta per funzionare a energia elettrica fin dagli anni '70. Eppure, il loro elevato fabbisogno energetico rende spesso difficile per gli appaltatori collegarle direttamente alla rete elettrica nazionale, anche laddove sia disponibile una connessione. Tuttavia, utilizzando batterie al litio per accumulare energia dalla rete elettrica, i produttori dell'unità Enertainer affermano che è in grado di fornire le brevi raffiche di potenza elevata necessarie per il sollevamento dei carichi.

Radius, che ha acquistato l'unità come primo investimento in sistemi di accumulo di energia per alimentare le gru che gestisce, ha rifiutato di specificare quanto ha pagato per l'unità o quanto la sta affittando.

"Stiamo assistendo a una domanda significativa e crescente di soluzioni di alimentazione alternative per le gru a torre", ha dichiarato a Crane and Transport Briefing Rachel Swanston, responsabile marketing di Radius. "Questo è dovuto all'attenzione del settore edile per la sostenibilità e l'efficienza".

E il Lancaster Street di Birmingham non è certo l'unico cantiere che utilizza questa tecnologia.

Ampd Energy, l'azienda con sede a Hong Kong fondata nel 2014 che produce le unità Enertainer, ha registrato un'impennata degli affari da quando ha iniziato a commercializzare i suoi prodotti nel settore edile cinque anni fa.

L'azienda, che ha iniziato producendo alimentatori di backup alimentati da batterie agli ioni di litio per ospedali e centri elaborazione dati, si è espansa da Hong Kong per fornire unità su scala globale.

Perché è in crescita la domanda di soluzioni di accumulo tramite batterie?

Oggi l'azienda è attiva a Hong Kong, Singapore, Australia, Nord America, Regno Unito e nei Paesi del Consiglio di cooperazione del Golfo.

"Stiamo risolvendo un problema molto comune che il mondo dell'edilizia globale si trova ad affrontare", ha dichiarato a Crane and Transport Briefing Hayley Arckless, Country Manager di Ampd Energy per il Regno Unito. "Dobbiamo costruire e avere la conduttura per farlo, ma purtroppo non abbiamo la stabilità o la disponibilità della rete per riuscirci. Finora, l'unica altra opzione erano i generatori diesel, che sono altamente inquinanti, hanno un TCO elevato e sono inefficienti".

"Il nostro sistema di batterie è nato da una specifica richiesta del settore edile di un'unità in grado di soddisfare i requisiti di potenza molto specifici, nonché di resistere agli ambienti difficili di un cantiere edile."

L'unità Enertainer in consegna al sito di Lancaster Street. Foto: Radius Group

L'azienda, finalista del premio Earthshot per l'ambiente globale indetto dal principe William, afferma che ogni passaggio da un generatore diesel a una delle sue unità consente di risparmiare 130 tonnellate di anidride carbonica all'anno.

"Un Enertainer aiuta gli appaltatori a consumare meno energia, in modo più efficiente", afferma Arckless. "Risparmia sui costi prelevando una piccola carica di mantenimento da una piccola fonte di energia (solitamente la rete elettrica), eliminando la necessità di attendere costosi aggiornamenti della rete, noleggiare generatori, autocisterne e altre tecnologie, per non parlare del fatto che può eliminare del tutto l'enorme bolletta del gasolio o del biocarburante.

"Le batterie aggiungono anche un ulteriore livello di sicurezza energetica a un sito, il che significa che i siti non devono preoccuparsi di guasti al generatore o di interruzioni della rete", aggiunge. "Immagazzinare l'energia in un Enertainer per utilizzarla in modo efficiente significa che, in caso di interruzione della fonte di alimentazione originale, i siti possono continuare a funzionare per ridurre gradualmente l'energia in sicurezza".

Come ammette prontamente Arckless, in quanto soluzione di accumulo a batteria, Enertainer è sostenibile solo quanto l'elettricità che immagazzina, un fattore che può variare significativamente a seconda di quanta elettricità ogni nazione produce da fonti rinnovabili come l'energia eolica e solare e quanta proviene dalla combustione di gas, petrolio e carbone. Enertainer viene caricato a una corrente compresa tra 10 e 80 Ampere da una rete elettrica trifase CA da 320 a 440 Volt.

"Le batterie sono considerate una nuova tecnologia, ma questo è un mito", afferma. "Utilizziamo la tecnologia di accumulo a batteria da decenni per supportare reti di distribuzione su larga scala, veicoli elettrici e altro ancora. Stiamo semplicemente estendendo il campo d'uso di questa tecnologia a un settore che può davvero trarne beneficio".

Naturalmente, le unità Enertainer non sono l'unica opzione per gli appaltatori che desiderano ridurre l'impronta di carbonio delle gru a torre utilizzate in cantiere. I produttori stanno sviluppando una gamma completa di soluzioni tecnologiche volte a eliminare o ridurre l'uso di generatori diesel nei cantieri. Tra queste: volani molto più economici, in grado di appiattire la domanda di elettricità dei generatori immagazzinando sotto forma di energia cinetica i picchi improvvisi di elettricità necessari alle gru a torre per il sollevamento dei carichi; e soluzioni di accumulo a batteria realizzate con batterie al piombo.

Quali sono le alternative alle soluzioni di accumulo tramite batterie?

"Non ci consideriamo concorrenti delle tecnologie sopra elencate, soprattutto perché possiamo risolvere molteplici problemi e alimentare la stragrande maggioranza di un cantiere", afferma Arckless. "Un volano, ad esempio, è un'ottima tecnologia per ridurre i picchi di consumo e la bolletta del carburante di un singolo macchinario. Una batteria al piombo potrebbe essere adatta per piccoli carichi stabili, come l'illuminazione notturna o il benessere in cabina, ma la durata è molto più breve e deve essere abbinata a un generatore di dimensioni equivalenti per alimentare carichi elevati come una gru a torre, quindi le possibilità di risparmio sono limitate".

Tuttavia, poiché il settore edile continua a cercare modi per decarbonizzare, Arckless afferma che in futuro le unità Enertainer potrebbero essere utilizzate insieme a generatori di idrogeno o celle a combustibile.

"L'idrogeno è una tecnologia molto interessante, ma purtroppo ha un costo piuttosto proibitivo su larga scala", afferma. "Tuttavia, pensiamo di poter superare questa barriera all'ingresso lavorando insieme. L'abbinamento di una batteria a un generatore di idrogeno come fonte di energia consente all'utente di ridurre significativamente le dimensioni del generatore fino a soli 75 kVA, creando una soluzione energetica a zero emissioni e basse emissioni di carbonio per l'edilizia."